Nutrient supply to reed canary grass as a bioenergy crop: intercropping with legumes and fertilisation strategies for phosphorus and potassium

Den ökande efterfrågan på energi, både globalt och i ett mer lokalt perspektiv, samt den globala uppvärmningen är drivkraften för en omfattande forskning och utveckling av nya energikällor. De fossila bränslena måste på sikt ersättas med förnybara råvaror för att minska utsläppen av växthusgaser. Inom EU finns ett direktiv att år 2020 ska 20 % av medlemsländernas totala energikonsumtion komma från förnyelsebara energikällor. Sol-, vind-, vatten- och bioenergi räknas som förnybara energislag. Avverkningsrester från skogsproduktion, snabbväxande salix, halm och så kallade energigräs är exempel på råvaror för bioenergiproduktion. De används idag främst för produktion av värme och el genom direkt förbränning av biomassan. Rörflen är en gräsart som provats i Sverige för bioenergiproduktion sedan 1990-talet inom olika forskningsprojekt. En skördemetod som innebär att gräset (biomassan) lämnas kvar på fältet under vinter, och skördas påföljande vår, har utvecklats. Rörflen växer med kraftiga jordstammar, rhizomer, och transporterar ned växtnäring från de ovanjordiska växtdelarna till rhizomerna på hösten när växten vissnar. Näringsämnena kan växten sedan utnyttja under nästa års tillväxt. Biomassans kvalitet som bränsle förbättras också eftersom vissa av ämnena kan orsaka problem i värmepannorna vid förbränning. Den praktiska odlingen av rörflen har dock av olika anledningar hittills varit ganska begränsad i Sverige. Produktionskostnaderna är i nuläget för höga för att kunna konkurrera med restprodukter från skogen. Jämfört med förbränning av skogsbränslen blir mängden aska mycket större när rörflen förbränns. De stora askmängderna anses vara ett problem och medför extrakostnader, och även miljöproblem, om askan ska deponeras. Kostnaden för gödsling av rörflen utgör en betydande del av produktionskostnaderna. En möjlighet att minska användningen av inköpt handelsgödsel kan vara att använda rörflensaska som gödselmedel vid odlingen eftersom askan innehåller växtnäringsämnen som grödan behöver, främst fosfor och kalium. Det finns dock vissa invändningar mot spridning av aska på jordbruksmark därför att skadliga ämnen, främst olika tungmetaller, på längre sikt kan anrikas i jorden. Om marken senare används för produktion av djurfoder eller livsmedel kan det medföra hälsorisker för människor och djur. I ett fältförsök på Röbäcksdalens forskningsstation, i närheten av Umeå, har vi jämfört gödsling med aska och handelsgödsel. Två olika typer av aska användes, den ena var aska efter förbränning av enbart rörflen och den andra efter förbränning av rörflen blandat med sorterade hushållssopor. Samma mängd fosfor tillfördes i de tre olika gödslingsbehandlingarna. Resultatet efter en period av sju år visade att den årliga avkastningen av biomassa inte skiljde sig mellan de olika gödslingsbehandlingarna. Analyser av jordprov tagna när försöket avslutades visade att det skett en förhöjning av mängden tungmetaller endast i det översta jordskiktet (0 – 5 cm) på de ytor som gödslats med aska efter förbränningen med inblandning av sopor. Denna aska hade mycket höga halter av tungmetaller jämfört med den rena rörflensaskan. Vår slutsats är därför att ren rörflensaska kan återanvändas som ersättning för inköpta fosforgödselmedel i rörflensodlingar, medan aska efter inblandning av olika avfallsprodukter vid förbränningen ska undvikas. Alla gräs behöver tillförsel av kväve för att ge en hög produktion av biomassa. I fältförsök på tre olika platser i landet har vi undersökt möjligheten att samodla rörflen med olika kvävefixerande baljväxter, främst rödklöver, alsikeklöver och getärt. Dessa växter kan med hjälp av vissa bakterier (Rhizobium-bakterier) använda kväve ur luften för sitt näringsbehov. Vår teori var att det kväve som baljväxterna tagit upp från luften skulle komma även gräset tillgodo och därigenom minska behovet av handelsgödselkväve. Resultaten från försöken gav dock inga säkra belägg för detta. En jämförelse mellan ren rörflen som gödslats med den för närvarande rekommenderade mängden kväve och rörflen samodlad med baljväxter med halverad kvävegödsling visade på lägre skördar vid samodling i några fall eller inga påvisbara skillnader. En jämförelse mellan ren rörflen vid de två kvävenivåerna gav heller inga påtagliga skillnader i skördeutbyte. De gödslingsrekommendationer som finns tillgängliga idag för odling av rörflen som råvara för bioenergiproduktion bygger till stor del på vad som tillämpas vid odling av andra gräsarter för produktion av djurfoder. Eftersom växtsättet hos rörflen och även skördemetoden skiljer sig från de vanligen odlade fodergräsen behövs mer specifika rekommendationer. I ett pågående projekt jämförs gödsling med olika mängder av fosfor och kalium i form av handelsgödsel. Även gödsling med rörflensaska samt ingen fosfor- och kaliumgödsling ingår i försöket. Hela försöket har gödslats med samma mängd kväve. Försöken har än så länge endast skördats två år, och inga skillnader mellan de olika gödslingsbehandlingarna har kunnat påvisas. Växtnäringsförsök behöver följas under betydligt längre tid innan några säkra resultat kan påvisas. Vår slutsats är att de rekommendationer för gödsling av rörflen, som ska skördas på våren för användning som bioenergiråvara, är för höga för såväl kväve som för fosfor och kalium. Fortsatt forskning med syfte att optimera växtnäringsbehovet för olika markförhållanden och klimat är nödvändigt för att odlingen ska kunna bli lönsam.